PID Besturing Beheersen: Theorie en Praktijk Overbruggen

Leerboeken zijn geweldig voor het bouwen van concepten, en zouden u waarschijnlijk bombarderen met een overvloed aan informatie die u misschien denkt genoeg is om in de praktische wereld te stralen. De waarheid onthult zich echter de dag dat u afstudeert en een on-site baan krijgt. Verschillende afgestudeerden zijn verrast met het niveau van verschillen met wat er in het veld gebeurt, en wat er in de klas geleerd werd.

Wanneer het aankomt op PID besturingssystemen, wordt het effect geamplificeerd door het aantal onnauwkeurigheden dat in de echte wereld in overweging genomen moet worden. Hoe kan men de PID Leercurve afleggen, en als expert uitkomen? Naamelijk, door in het veld te testen en te optimaliseren op PID besturingen.

Terminologie om te Kennen

Overweeg een chemische fabriek die een ethylene productiegebied heeft, met de operator die worstelt om een 500 gallon chemische tank te handhaven, onderdeel van het chemische lijproces.

Het eerste wat gezien moet worden is het setpoint signaal, wat in dit geval een 0-10VDC signaal van een potentiometer kan zijn, reflecterend het niveau van chemisch vereist in de tank. Vervolgens moet het feedback signaal gecheckt worden, wat gegenereerd kan worden van een apparaat zoals een vloeistofniveau transducer die een 4 tot 20mA signaal biedt gebaseerd op het vloeistofniveau. Ten slotte, het benodigde item is de daadwerkelijke PID controller.

Controllers vandaag worden gehost binnen zelfstandige modules, die ingesteld zijn om het setpoint en feedback signalen te ontvangen, terwijl ze rekenkundige PID berekeningen uitvoeren. Zelfstandige PID besturingsmodules zijn ook beschikbaar, maar als de noodzaak ontstaat, zijn PID besturingen beschikbaar in VFD's en PLC's alsook.

Testen

Een goede manier om het besturingssysteem te diagnosticeren is door de onder/upper grenzen van de sensor te checken. Bijvoorbeeld, de vloeistofniveausensor kan in het bovenstaande voorbeeld gecheckt worden om te zien of het 4mA en 20mA aan laag en hoog niveaus respectievelijk levert. Vervolgens kan het setpoint signaal gecheckt worden, door de regelaar aan te passen, wat in dit geval een potentiometer is van min naar max. Het signaal kan gemeten worden met een multimeter en de waarden geverifieerd. Als dit soepel gaat, check voor de klep, en als het opent/sluit met een onafhankelijke controller, dan kan het probleem ingeperkt worden tot de PID module.

Er zijn verschillende typen PID modules beschikbaar op de markt. Voor dit artikel, laten we er een overwegen die drie selectieschakelaars heeft:

• Eén voor proportionele winst instelling
• Eén voor integrale tijd instelling
• Eén voor afgeleide tijd instelling

De selectieschakelaars op de nieuwe module instellen en identieke configuraties maken kan het trucje doen, maar de extra mijl afleggen zou op de lange termijn nog beter zijn.

PID Optimalisatie

Door de proportionele, integrale en afgeleide instellingen aan te passen, kan optimalisatie bereikt worden, wat kan helpen het hele proces te verbeteren. De volgende zijn een paar gouden regels die kunnen helpen de PID controller efficiënter te maken:

• Wijzigingen aanbrengen in alle drie de besturingen tegelijk kan desoriëntatie en verwarring veroorzaken. In plaats daarvan, werk aan één aanpassing per keer.
• Proportionele winst controleert de snelheid waarmee een proces de setpoint bereikt. Als ingesteld op een hoog niveau, zou de setpoint sneller bereikt worden, maar het risico op drastische overshoots en oscillaties neemt ook toe. Als ingesteld erg laag, zou het overshoots elimineren, maar de algehele tijd verhogen.
• De beste manier om dit aan te pakken is door te beginnen met de integrale tijd, afgeleide tijd, en proportionele winst waarden op nul ingesteld, dan de proportionele winst eerst in kleine hoeveelheden te verhogen tot minimale oscillaties optreden.
• De integrale tijd kan gezien worden als een fout eliminator, de oscillatietijd reducerend en de offset verwijderend. Echter, onjuiste aanpassing kan resulteren in een scherpe toename in de overshoot, naast oscillaties. Benader dit vergelijkbaar met de proportionele winst, stapelsgewijs verhogend tot de oscillaties en offset genormaliseerd zijn.
• De afgeleide tijd fungeert als een remmingsmechanisme voor de besturingslus, en is niet vereist in diverse toepassingen waar overshoot onbetekenisvol is. Afgeleide controle kan helpen overshoots elimineren, maar kan reductie in responsiviteit veroorzaken. Langzaam de afgeleide verhogen tot de bereikte respons optimaal is.

Geïnteresseerd in meer leren? Praat met een van onze professionals bij PanelShop.com.